Thiết kếhệthống dẫn động thùng trộn đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là
4kw sốvòng quay trên trục thùng trộn là 52 vòng/phút, thời gian phục vụlà 7
năm, quay một chiều, làm việc một ca, tải trọng va đập nhẹ(một năm làm việc
300 ngày, một ca 8 giờ). Chế độtải trọng cho nhưhình sau:
T1=T, T2=0,9T, t1=48, t2=15
Đểthỏa mãn yêu cầu trên ta sửdụng hộp giảm tốc
đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơvào trục
thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường
tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có
thểgiảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc
bốtrí cơcấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sửdụng hộp
giảm tốc đồng trục ta nên chú ý đến một sốkhuyết
điểm của nó:
Khảnăng tải của cấp nhanh
không dùng hết vì tải trọng
tác dụng vào cấp chậm lớn
hơn cấp nhanh trong khi
khoảng cách của hai trục
bằng nhau.
Phải bốtrí các ổcủa các trục
đồng tâm bên trong hộp
giảm tốc, làm phức tạp kết
cấu gối đỡvà gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổnày.
Khoảng cách giữa các gối đỡcủa trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo
trục đủbền và đủcứng phải tăng đường kính trục
62 trang |
Chia sẻ: nhungnt | Lượt xem: 3403 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Môn học chi tiết máy, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án môn học chi tiết máy
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 1 - .
CHƯƠNG 1
TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY
Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là
4kw số vòng quay trên trục thùng trộn là 52 vòng/phút, thời gian phục vụ là 7
năm, quay một chiều, làm việc một ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc
300 ngày, một ca 8 giờ). Chế độ tải trọng cho như hình sau:
T1=T, T2=0,9T, t1=48, t2=15
Để thỏa mãn yêu cầu trên ta sử dụng hộp giảm tốc
đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơ vào trục
thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường
tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có
thể giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc
bố trí cơ cấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sử dụng hộp
giảm tốc đồng trục ta nên chú ý đến một số khuyết
điểm của nó:
Khả năng tải của cấp nhanh
không dùng hết vì tải trọng
tác dụng vào cấp chậm lớn
hơn cấp nhanh trong khi
khoảng cách của hai trục
bằng nhau.
Phải bố trí các ổ của các trục
đồng tâm bên trong hộp
giảm tốc, làm phức tạp kết
cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ này.
Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo
trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 2 - .
CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
2.1 Chọn động cơ điện
2.1.1 Ý nghĩa của việc chọn động cơ.
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là
giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng
hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất
nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài
hộp. Do đó việc chọn động cơ có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn. Nếu chọn đúng
động cơ thì động cơ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của
máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Nếu
chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất phụ tải yêu cầu thì động cơ luôn làm
việc quá tải, nhiệt độ tăng quá nhiệt độ phát nóng cho phép. Động cơ chóng
hỏng. Nhưng nếu chọn công suất động cơ quá lớn thì sẽ làm tăng vốn đầu tư,
khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non tải, hiệu suất động cơ sẽ thấp.
khi chọn động cơ điện sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ.
Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện:
+ Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép
+ Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn
+ Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ
tải khi mới khởi động.
2.1.2 Chọn loại và kiểu động cơ
Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ đó là:
+ Động cơ một chiều
+ Động cơ xoay chiều
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 3 - .
Thông thường động cơ xoay chiều thường được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp vì có sức bền làm việc cao, moment khởi động lớn. Bên cạnh đó động cơ
một chiều có thể điều chỉnh êm tốc độ trong phạm vi rộng, động cơ bảo đảm
khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng. Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa
chữa lớn và mau hỏng hơn động cơ xoay chiều và phải tăng thêm vốn đầu tư để
đặt các thiết bị chỉnh lưu.
Từ những ưu điểm trên ta chọn động cơ điện xoay chiều
2.2 Tính toán và phân phối tỷ số truyền
2.2.1 Chọn động cơ điện
Để chọn động cơ điện ta cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi p là công suất trên
trục ,η là công suất chung, Nct là công suất cần thiết, thì
pNct η= [2.1]
Trong đó 2 41 2 3 4η η η η η=
1η = 0.96- hiệu suất bộ truyền xích
2η = 0.97- hiệu suất bộ truyền bánh răng
3η = 0.995- hiệu suất của một cặp ổ lăn
4η = 1- hiệu suất khớp nối
4 4,52 40,96.0,97 .0,995 .1
pN kwct η= = =
Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn Nct.Trong tiêu chuẩn có nhiều
loại động cơ điện thõa mãn điều kiện này.
Chọn sơ bộ loại động cơ che kín quạt gió ( theo bảng 2P- TL2) ký hiệu A02-42-2
công suất định mức 5,5kw, có số vòng quay là 2910vg/ph, A02-42-4 công suất
định mức 5,5kw, có số vòng quay là 1450vg/ph, A02-51-6, công suất định mức
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 4 - .
5,5kw, có số vòng quay là 970vg/ph. Nếu chọn động cơ điện có số vòng quay
lớn thì tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước
của máy và giá thành của thiết bị cũng tăng theo (trừ động cơ điện). Nhưng động
cơ có số vòng quay lớn thì giá thành hạ hơn và ngược lại. Nếu chọn số vòng
quay thấp thì tỷ số truyền động chung nhỏ do đó khuôn khổ của máy giảm và giá
thành hạ. Vì vậy cần tiến hành tính toán cụ thể để chọn động cơ điện có số vòng
quay sao cho giá thành của hệ thống dẫn động thùng trộn là nhỏ nhất. Đây là một
việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay.
Ở đây ta chọn động cơ A02-42-4 công suất động cơ Pdc= 5,5kw, có số vòng
quay là ndc= 1450vg/ph.
2.2.2 Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền động chung
1450 27,88
52
ndci i i ixnh ch nt
= = = = [2.2]
Trong đó ndc số vòng quay của động cơ
nt =52 số vòng quay của thùng trộn
inh tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh
ich tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp chậm
ix tỷ số truyền của bộ truyền xích
Ta chọn ix = 4 theo bảng 3.2 [1]
27,88 6,97
4
iu i inh ch ix
⇒ = = = =
Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng
phương pháp ngâm dầu ta lấy:
2,64i i unh ch= = =
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 5 - .
Thử lại số vòng quay của trục thùng trộn: 1450 52 /
2,64.2,64.4
n vg ph= = đúng với
yêu cầu đặt ra.
2.3 Kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải của động cơ đã chọn
- Mômen định mức của động cơ
5,5dmdc9550 9550 36,22dmdc n 1450dc
p
T Nm= = =
Trong đó
dmdcp công suất định mức của động cơ
ndc số vòng quay của động cơ.
- Mômen mở máy của động cơ
1,4 50,08dmdcT T Nmmm = =
- Mômen lớn nhất trên trục động cơ
2,2 79,684ax dmdcT T Nmm = =
- Mômen nhỏ nhất trên trục động cơ
0,5 18,11min dcdmT T Nm= =
- Mômen cho phép của động cơ
0,81 64,54maxcpT T Nm= =
- Mômen cản của động cơ
9550 29,76
plvT Nmcan ndcη
= =
- Mômen quá tải cực đại của động cơ
1,4 41,66ax qtT Tcanm = =
Như vậy ta có:
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 6 - .
5,5 w 4,5 wdmdc
T 29,76 50,08can
41,66 64,54ax qt
p k N kct
Nm T Nmmm
T Nm T Nmcpm
= > =
= < =
= < =
Kết Luận: Động cơ đã chọn thỏa mãn các điều kiện làm việc của hệ thống.
Đảm bảo vận hành hệ thống dẫn động thùng trộn tốt.
2.4 Xác định các thông số động học và lực học trên các trục
2.4.1 Tính toán tốc độ quay của trục
1450( / )
1450( / )1
4
14501 549,24( / )2 2,64
549,242 208,04( / )3 2,64
n vg phdc
ndcn vg ph
n
n vg ph
inh
n
n vg ph
ich
η
=
= =
= = =
= = =
Trong đó
ndc số vòng quay của động cơ
1n số vòng quay của trục 1
n2 số vòng quay của trục 2
n3 số vòng quay của trục 3
2.4.2 Tính công suất trên các trục
-Công suất danh nghĩa trên trục động cơ
4,5 wdc ctp N k= =
-Công suất danh nghĩa trên trục 1
1 3 4 4,5.0,995 4,48 wdcp p kη η= = =
-Công suất danh nghĩa trên trục 2
2 1 2 3 4,48.0,995.0,97 4,32 wp p kη η= = =
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 7 - .
-Công suất danh nghĩa trên trục 3
3 2 2 3 4,32.0,995.0,97 4,17 wp p kη η= = =
2.4.3 Tính mômen xoắn trên các trục
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4,59550 9550 29,64
1450
4,489550 9550 29,50
1450
4,329550 9550 75,11
549,24
4,179550 9550 191,05
208,44
ct
dc
dc
NT Nm
n
pT Nm
n
pT Nm
n
pT Nm
n
= = =
= = =
= = =
= = =
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 8 - .
Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục tính được của hệ thống
Trục
Tỉ số truyền
Tốc độ quay
(vg/ph)
Công suất
(kw)
Mômen xoắn
(Nm)
Trục động cơ
1
2,64
2,64
1450 4,5 29,64
Trục 1
1450 4,48 29,50
Trục 2
549,24 4,32 75,11
Trục 3
208,44 4,17 191,05
Thông số
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 9 - .
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH
3.1 Tìm hiểu và chọn truyền động xích
Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự
ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích. So với bộ truyền đai bộ
truyền xích cơ những ưu điểm sau:
- Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá
tải đột ngột
- Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn
- Kích thứơc bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và
số vòng quay.
- Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh
xích, do đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và
đo đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn.
Tuy nhiên bộ truyền xích có những nhược điểm là do sự phân bố của các
nhánh xích trên đĩa xích không theo đường tròn mà theo hình đa giác, do đó
khi vào và ra khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị
mòn gây nên tải trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay
đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh xích thay đổi, cần phải bôi trơn thường
xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích.
Có 3 loại xích chính là xích ống, xích ống con lăn và xích răng.
Xích ống đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con lăn,
nhưng cũng vì thế mà bản lề mòn nhanh. Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với
các bộ truyền không quan trọng mặc khác yêu cầu khối lượng nhỏ.
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 10 - .
Xích ống con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống chỉ
khác ngoài ống lắp thêm thêm con lăn, nhờ đó có thể thay thế ma sát trượt
giữa ống và răng đĩa bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa. Kết quả là độ
bền của xích con lăn cao hơn xích ống, chê tạo không phức tạp bằng xích
răng, do đó xích con lăn được dùng khá rộng rải.
Xích răng có khả năng tải lớn, làm việc êm, nhưng chế tạo phức tạp và giá
thành đắt hơn xích con lăn.
Từ những ưu điểm trên và do bộ truyền tải không lớn nên ta chon xích
ống con lăn.
3.2 Chọn số răng đĩa xích
- Chọn số răng của đĩa xích dẫn
1 29 2 29 2.4 21xz i= − = − =
- Tính số răng đĩa xích bị dẫn
2 1 4.21 84xz z i= = =
3.3 Xác định bước xích
- Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích
theo công thức (5.22) [1]
0d a dc b lvk k k k k k k= (3.1)
Trong đó
Kd=1 hệ số tải trọng động
Ka=1 hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục
K0=1,25 hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền
Kdc=1,25 hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng
xích (không có bộ phận căng xích)
Kb=1 hệ số xét đến bôi trơn (nhỏ giọt)
Klv=1 hệ số xét đến chế độ làm việc (1 ca)
1.1.1.1,25.1,25.1 1,56k⇒ = =
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 11 - .
- Tính công suất tính toán
- Theo công thức (5.25) [1]
3
X
kk k pz npt K
= (3.2)
Chọn xích một dãy nên Kx=1
Trong đó
Kz hệ số răng đĩa xích
Kn hệ số vòng quay
P3=4.17kw công suất cần truyền
25 25 1,19
211
40001 1,92
208,443
kz z
n
kn n
= = =
= = =
3 1,56.1,19.1,92.4,17 14,86
x
kk k pz np kwt k
= = =
Dựa vào bảng 5.4 [1] theo cột n01=400vg/ph ta chọn bước xích pc=25,4, đường
kính chốt do=7,95mm, chiều dài ống bo=22,61 và [p]=19.
Dựa vào bảng 5.2 số vòng quay tới hạn ứng với bước xích 25,4mm là
nth=800vg/ph, nên điều kiện n<nth được thỏa.
- Xác định vận tốc trung bình của xích
Theo công thức 5-10 [1]
3 208,44.21.25,4 1,85 /
60000 60000
cn zpv m s= = =
Trong đó
n số vòng quay của đĩa xích
z số răng của đĩa xích
pc bước xích
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 12 - .
- Lực vòng có ích
1000 1000.4,17 2254
1,85t
pF N
v
= = =
- Tính toán kiểm nghiệm bước xích theo công thức 5-26 [1]
3 33
1 3 o
4,17.1,56600 600 23,11
[p ] 21.208,44.26c
p kp
z n
≥ = =
Theo bảng 5.3 [1] ta chọn [po]=26
Do pc=25,4 nên diều kiện bài toán được thỏa
- chọn khoảng cách trục sơ bộ
a=(30-50)pc=40.25,4=1016
Số mắc xích theo công thức 5-8 [1]
2
1 2 1 2
2
2
2 2
2.1016 21 84 84 21 25,4 135
25,4 2 2.3,14 1016
c
c
a z z z z pX
p aπ
+ −⎛ ⎞= + + ⎜ ⎟⎝ ⎠
+ −⎛ ⎞= + + =⎜ ⎟⎝ ⎠
Chiều dài xích
L=pcX=25,4.135=3429mm
Tính chính xác khoảng cách trục theo công thức 5-9 [1]
2 2
1 2 1 2 1 2
22
0,25 8
2 2 2
21 84 21 84 84 210,25.25,4 135 135 8
2 2 2.3,14
1016
c
z z z z z za p X X
mm
π
⎡ ⎤+ + −⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎢ ⎥= − + − −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎣ ⎦
⎡ ⎤+ + −⎛ ⎞⎛ ⎞⎢ ⎥= − + − −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎣ ⎦
=
Ta chọn a=1012mm (vì giảm khoảng cách trục (0,002-0,004)a)
- Số lần va đâp xích trong 1giây
1 3 21.208,44 11,48 [i]=20
15 15.135
z nu
X
= = = ≤
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 13 - .
Tra bảng 5.6 [1] với bước xích pc=25,4 ta chọn [i]=20
3.4 Kiểm nghiệm độ bền xích
Theo công thức 5-28 [1]
1
50000 21,84 [s]
2254 25,81 8,90v o
Qs
F F F
= = = ≥+ + + +
Trong đó
Q=50000N tải trọng phá hỏng tra theo bảng 5.1
[s] hệ số an toàn cho phép dựa vào số vòng quay và bước xích ta
chọn [s]= (76-8,9)
F1=Ft=2254N lực trên nhánh căng
Fv lực căng do lực ly tâm gây nên theo công thức 5-16 [1]
2 22,6.1,85 8,90v mF q v N= = =
qm=2,6(kg/m) khối lượng của một mét xích tra theo bảng 5.1 [1]
F0 lực căng ban đầu của xích theo công thức 5-17 [1]
1.1012.2,6.9,81 25,81o f mF K aq g N= = =
3.5 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
- Đường kính vòng chia theo công thức 5-1 [1]
1
1
2
2
25,4.21 170
3,14
25,4.84 679
3,14
c
c
p zd mm
p zd mm
π
π
= = =
= = =
- Đường kính vòng đỉnh theo công thức 5-7 [1]
1 1
2 2
0,7 188
0,7 697
a c
a c
d d p mm
d d p mm
= + =
= + =
- Kiểm nghiệm độ bền của đĩa xích 1 theo công thức 5-28 [3]
1 d 1
1
dd
( ).0,47 [ ]
k
r t vd
H H
k F k F E
A
σ σ+= ≤
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 14 - .
Fvd1 lực va đập trên m( ở đây m=1) dãy xích theo công thức 5-19 [3]
7 3
1 313.10 . 4,44vd cF n p N
−= =
Kr1 hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích. Chọn kr1=0.372
Kd=1 hệ số tải trọng động
Kđ=1 hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy
Z 15 20 30 40 50 60
Kr 0,59 0,48 0,36 0,29 0,24 0.22
E=2,1.105 Mpa môđun đàn hồi
A diện tích hình chiếu của bản lề. theo bảng 5.1 [1] với bước xích
25,4 ta chọn A=180mm
[σ ] ứng suất tiếp xúc cho phép tra theo bảng 5.11 [3]
5
1
1
0,372(2254.1 4,44).2,1.100,47 465
180.1
465 [ ]=600
H
H
Mpa
Mpa Mpa
σ
σ σ
+= =
= <
Như vậy có thể dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=210 sẽ đạt được ứng
suất cho phép [σ ]=600Mpa đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho đĩa răng 1
- Kiểm nghiệm độ bền của đĩa xích 2 theo công thức 5-28 [3]
2 d 2
2
dd
( ).0,47 [ ]
k
r t vd
H H
k F k F E
A
σ σ+= ≤
Trong đó
Kr2=0,22
7 32 413.10 . 1,36vd cF n p N
−= =
5
2
0,22.(2254.1 1,36).2,1.100,47 358
180.1H
Nσ +⇒ = =
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 15 - .
2 358 [ ]=600H Mpa Mpaσ σ= <
Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=210 ứng suất cho phép cho
phép
- Xác định lực tác dụng lên trục theo công thức 5-20 [3]
1,05.2254 2366,7x tF k F N= = =
Các đại lượng Các thông số
Khoảng cách trục A=1012mm
Số răng đĩa dẫn Z1=21
Số răng đĩa bị dẫn Z2=84
Tỷ số truyền Ix=4
Số mắt của xích X=135
Đường kính vòng chia của xích
- đĩa dẫn: d1=170
- đĩa bị dẫn d2=679
Đường kính vòng đỉnh của xích
- đĩa dẫn: d1a=188
- đĩa bị dẫn d2a=697
Bước xích Pc=25,4
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 16 - .
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
4.1 Tính chọn vật liệu cho cấp nhanh và chậm.
Nguyên tắc chọn vật liệu để thiết kế bộ truyền bánh răng cho hộp giảm tốc
là: chọn vật liệu đảm bảo cho răng không bị gãy do quá tải đột ngột dưới tác
dụng của tải trọng va đập, răng không bị tróc vì mỏi do ứng suất tiếp xúc thay
đổi gây ra.
Thép nhiệt luyện là loại vật liệu chủ yếu để chế tạo bánh răng. Ngoài ra còn dùng
gang và chất dẻo.
Đối với các bộ truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình có thể dùng thép tôi
cải thiện, thép thường hóa hoặc thép đúc để chế tạo bánh răng. Độ rắn của bề
mặt răng HB<350.
Đối với các bộ truyền chịu tải trọng lớn và yêu cầu kích thước nhỏ gọn thì
dùng thép cácbon hoặc thép hợp kim nhiệt luyện để đạt độ rắn bề mặt HB>350.
Đối với các bộ truyền bánh răng hở, làm việc với vận tốc thấp, không có
yêu cầu kích thước phải nhỏ gọn, có thể dùng vật liệu gang.
Chất dẻo thường được dùng trong các bộ truyền bánh răng chịu tải trọng
nhỏ, yêu cầu làm việc ít kêu và cần giảm tải trọng động.
Dựa vào sơ đồ tải trọng và điều kiện làm việc của bộ truyền không phải
làm việc dưới tải trọng lớn và cũng không có điều kiện gì đặc biệt. Ta tiến hành
chọn vật liệu theo các hàm mục tiêu.
- Bền điều
- Kích thước nhỏ nhất
- Giá thành rẻ nhất
- Thuận lợi cho việc gia công cơ khí.
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 17 - .
Từ những điều kiện trên ta tiến hành chọn vật liệu cho bánh dẫn và bị dẫn
ta chọn thép 45 - tôi cải thiện với các số liệu cho ở bảng sau.
Tên Vật liệu bσ (Mpa) chσ (Mpa) HB
Bánh dẫn
Thép 45 - tôi cải thiện
S=100
850 650 270
Bánh bị dẫn
Thép 45 - tôi cải thiện
100<s<=300
750 500 260
Ta có HB1=270, HB2=260 thỏa mản HB1= HB2+(10-15)
4.2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép
4.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức 6-33 [1]
0,9
0 lim
kHL
H H sH
σ σ⎡ ⎤ =⎣ ⎦
Trong đó 0 limHσ giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kỳ cơ sở
kHL hệ số tuổi thọ.
sH =1,1 hệ số an toàn có giá trị tra theo bảng 6.13 [1]
- Giới hạn mỏi tiếp xúc: 2 700 lim HBHσ = +
Theo bảng 6.13 [1]
+ Đối với bánh dẫn: 12 70 6100 lim1 HB MpaHσ = + =
+ Đối với bánh bị dẫn: 22 70 5900 lim2 HB MpaHσ = + =
- Hệ số tuổi thọ được xác định theo công thức 6-48 [1]
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 18 - .
6
NHOKHL NHE
=
Trong đó 2,430.N HBHO = số chu kỳ làm việc cơ sở
3
60
ax
TiN c n ti iHE Tm
⎛ ⎞= ∑⎜ ⎟⎝ ⎠
số chu kỳ làm việc tương đương theo
công thức 6-49 và 6-50 [1]
2,4 7
130. 2,05.101N HBHO = = (chu kỳ)
2,4 7
230. 1,87.102N HBHO = = (chu kỳ)
6 = 5.101 2N NFO FO= (chu kỳ)
3 3 8
3 3 8
60.300.8.7.1450.(1 .0,76 0,9 .0,24) 13,7.101
60.300.8.7.549,24.(1 .0,76 0,9 .0,24) 5,2.102
NHE
NHE
= + =
= + =
Vì 1NHO < 1NHE ; 2NHO < 2NHE nên 1KHL =
Thay thế các giá trị vừa tìm được vào công thức xác định ứng suất tiếp xúc cho
phép ta có các giá trị ứng suất đối với bánh dẫn và bị dẫn là
1
2
0,9.1610 499
1,1
0,9.1590 483
1,1
MpaH
MpaH
σ
σ
⎡ ⎤ = =⎣ ⎦
⎡ ⎤ = =⎣ ⎦
Để tính sức bền ta tính ứng suất tiếp cho phép là
min
0,45.(499 483) 442MpaH Hσ σ⎡ ⎤ ⎡ ⎤= + = <⎣ ⎦ ⎣ ⎦
Ta chọn Hσ⎡ ⎤⎣ ⎦ =483Mpa
4.2.1 Ứng suất uốn cho phép
Theo công thức 6-47 [1]
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 19 - .
[ ] 0 limF
kFL
F SL
σ σ=
Trong đó 0 limFσ giới hạn mỏi uốn
kFL hệ số tuổi thọ
SL =1,75 hệ số an toàn trung bình tra theo bảng 6.13(TL1)
Theo bảng 6.13 [1] giới hạn mỏi được tính theo công thức 1,80 lim HBFσ =
- Giới hạn mỏi của bánh dẫn 1,8.270 4860 lim1 MpaFσ = =
- Giới hạn mỏi của bánh bị dẫn 1,8.260 4680 lim2 MpaFσ = =
- Hệ số tuổi thọ được xác định theo công thức 6-48 [1]
65.10
6KFL NFE
=
Trong đó NFE được xác định theo công thức 6-49 và 6-50 [1]
6
60
ax
TiN c n ti iFE Tm
⎛ ⎞= ∑⎜ ⎟⎝ ⎠
- Số